Detail předmětu

Selected Diagnostic Methods, Reliability and Quality

FEKT-DKA-ET2Ak. rok: 2024/2025

Měření elektrochemických zdrojů proudů a příbuzných systémů, potenciostatická měření. Metody hodnocení aktivity a životnosti elektrodových materiálů ve zdrojích elektrické energie.
Metody rastrovací elektronové mikroskopie, interakce elektronů s pevnou látkou, signály a jejich využití v diagnostice materiálů. Environmentální rastrovací elektronová mikroskopie, studium elektricky nevodivých materiálů, sledování dějů na fázovém rozhraní, dynamické in-situ experimenty.
Elektronové spektroskopie, jejich typy a principy, přehled elektronově spektroskopických metod. Rentgenová spektroskopie, energiově a vlnově disperzní metody.
Rentgenová difraktografie, metody rentgenové difraktografie a prášková rentgenová difrakční spektroskopie. Speciální diagnostické metody.
Vady zapájených desek s plošnými spoji, vliv materiálových a procesních faktorů na jejich tvorbu. Mikroskopické metody a techniky diagnostiky vad plošných spojů.
Spolehlivost a jakost, metody analýzy spolehlivosti. Řízení kvality procesů. Metody a postupy hodnocení rizika, řízení rizika.

Jazyk výuky

angličtina

Počet kreditů

4

Garant předmětu

prof. RNDr. Petr Vanýsek, CSc.

Zajišťuje ústav

Ústav elektrotechnologie (UETE)

Nabízen zahraničním studentům

Pouze domovské fakulty

Vstupní znalosti

Znalosti na úrovni ukončeného magisterského studijního programu technického zaměření.

Pravidla hodnocení a ukončení předmětu

Písemný test z jednotlivých dílčích částí.

Učební cíle

Seznámení s vybranými metodami stanovení vlastností, parametrů a struktury některých skupin elektrotechnických materiálů a materiálových soustav a s problematikou spolehlivosti a jakosti.
Znalost vybraných metod používaných stanovení vlastností, parametrů a struktury elektrotechnickýh materiálů a materiálových soustav a problematiky spolehlivosti a jakosti.

Základní literatura

Bard,A.J.:Electroanalytical Chemistry, Marcel Dekker,N.Y.,1970. (EN)
Brett,C.M.A.,Brett,A.M.O.: Electrochemistry, Oxford, 1993. (EN)
Connor,D.J., Sexton,B.A., Smart,R.C.: Surface Analysis Methods in Materials Science, 2003. (EN)
Kececioglu,D.: Maintainability, Availability and Operational Readiness Engineering Handbook, Vol.1. Prentice Hall, Englewood Cliffs, New Jersey, 1995. (EN)
Reimer,L.: Scanning electron microscopy, Springer Verlag Berlin,1999. (EN)
Van Zant,P.:Microchip Fabrication. McGraw-Hill New York, 2000. (EN)
Vickerman, J. C., Gilmore, I. Surface Analysis, Wiley, 2009 (EN)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program DKA-EKT doktorský 0 ročník, letní semestr, povinně volitelný
  • Program DKA-KAM doktorský 0 ročník, letní semestr, povinně volitelný
  • Program DKA-MET doktorský 0 ročník, letní semestr, povinně volitelný
  • Program DKA-SEE doktorský 0 ročník, letní semestr, povinně volitelný
  • Program DKA-TEE doktorský 0 ročník, letní semestr, povinně volitelný
  • Program DKA-TLI doktorský 0 ročník, letní semestr, povinně volitelný

Typ (způsob) výuky

 

Konzultace

39 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

prof. RNDr. Petr Vanýsek, CSc.

Osnova

1. Seznámení s obsahem předmětu a organizací výuky.
2. Termodynamické principy, rovnovážný stav, vymezení pojmů entalpie, volná Gibbsova energie a entropie s ohledem na elektrochemické mechanismy a chemické zdroje proudu.
3. Porovnání rovnovážného stavu a reakční kinetiky. Základní elektrochemické reakce a jejich měření. Depolarizační reakce, dvojvrstva, oxidace, redukce, Beketova řada kovů, rozpouštění kovu, pasivace, depozice, katalýza, koroze, Pourbaxiův diagram.
4. Přístrojové vybavení: Potenciostaty, galvanostaty, pH metry, elektrody I. a II. druhu. Možnosti zapojení elektrochemických systémů a parazitní vlivy.
5. Diagnostika složitých elektrochemických systémů. Metody cyklické voltamperometrie (CV), Elektrochemická impedanční spektroskopie (EIS), Elektrochemické křemenné mikrováhy (EQCM)
6. Přehled Li-ion baterií a srovnání s alternativními systémy. Metody testování životnosti elektrodových systémů – zvýšená teplota, Rate-Capability atd.
7. Rastrovací elektronová mikroskopie (REM), základní typy zdrojů elektronů, interakce elektronů s pevnou látkou, signály a jejich využití v diagnostice materiálů. Detekce signálu a typy detektorů. Mikroskopie pomalými elektrony.
8. Environmentální rastrovací elektronová mikroskopie (EREM), výhody a nevýhody metody v porovnání s REM. Elektronově plynové interakce, rozptyl signálních elektronů v plynu, násobení signálních elektronů v plynu a základní typy detektorů používaných v EREM. Dynamické in-situ experimenty a jejich využití pro testování vlastností materiálů.
9. Základy energiově/vlnově disperzní X-Ray spektroskopie (EDS/WDS) a jejich využití v elektronové mikroskopii materiálů. Princip metod a jejich vzájemné porovnání. Možnosti použití pro diagnostiku materiálů. Metoda prvkového mappingu. EDS v ESEM.
10. Difrakce a úvod do difraktografie. Rentgenová difrakce a rentgenová prášková difrakční spektroskopie, její instrumentace a aplikace.
11. Prášková rentgenová difrakční spektroskopie a praktické ukázky – laboratorní cvičení.
12. Mikroskopické metody a techniky u plošných spojů a pájených spojů.
13. Spolehlivost a jakost, metody analýzy spolehlivosti. Řízení kvality procesů. Metody a postupy hodnocení rizika, řízení rizika.